專(zhuān)利名稱(chēng)：熱透鏡顯微鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱透鏡顯微鏡裝置。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及能在微小空間內(nèi)進(jìn)行高精度的超微量分析，在任意場(chǎng)所都能進(jìn)行簡(jiǎn)便測(cè)定的臺(tái)式掌上尺寸的熱透鏡顯微鏡裝置。
背景技術(shù)：
以往，用于在微小空間中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的集成化技術(shù)從化學(xué)反應(yīng)的高速性和用微小量進(jìn)行反應(yīng)、現(xiàn)場(chǎng)分析等觀點(diǎn)上引人矚目，世界上都在致力于它的研究。
本發(fā)明人也對(duì)化學(xué)反應(yīng)的集成化技術(shù)進(jìn)行了不斷的探討，在使用了玻璃襯底等的裝置中，確立了利用通過(guò)微細(xì)信道內(nèi)的液體中試料的光吸收而產(chǎn)生的熱透鏡效應(yīng)的光熱轉(zhuǎn)換吸光分析法，開(kāi)辟了通向?qū)嵱没牡缆贰?br> 但是，在由發(fā)明家們提供的基于所述熱透鏡顯微鏡的分析方法中，使它成為可能的分析儀器結(jié)構(gòu)，例如光源、測(cè)定部或檢測(cè)部(光電轉(zhuǎn)換部)的光學(xué)系統(tǒng)等非常復(fù)雜，而且仍是大型的，缺乏移動(dòng)性。因此，當(dāng)進(jìn)行利用了該熱透鏡顯微鏡系統(tǒng)的分析和化學(xué)反應(yīng)時(shí)，就成為限制其場(chǎng)所和操作的主要原因。
從這樣的事實(shí)可知，基于熱透鏡顯微鏡裝置的分析具有可進(jìn)行分析的對(duì)象比較廣泛等很多優(yōu)點(diǎn)，所以人們強(qiáng)烈期待著通用性高的小型化。
為此，本發(fā)明人通過(guò)以小型激光光源作為激勵(lì)光源和檢測(cè)光源，并把激勵(lì)光源、檢測(cè)光源和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)一體化地安裝在單一機(jī)體上，開(kāi)發(fā)了具有緊湊結(jié)構(gòu)的臺(tái)式熱透鏡顯微鏡裝置。在該臺(tái)式熱透鏡顯微鏡裝置中，象臺(tái)式顯微鏡那樣，把所有的要素一體安裝在單一的機(jī)架上，成功地把以往巨大的顯微鏡小型化至臺(tái)式。
但是，即使在這樣的臺(tái)式熱透鏡顯微鏡裝置中，也還是存在希望改善的地方。
這就是使其進(jìn)一步小型化到具有可移動(dòng)性。通過(guò)該小型化，就能使醫(yī)療診斷和環(huán)境計(jì)測(cè)中的超微量化學(xué)物質(zhì)的超高靈敏度分析的機(jī)動(dòng)性取得飛躍性提高，能實(shí)現(xiàn)空間分辨率和定量分析能力非常優(yōu)異的超微量分析顯微鏡。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述問(wèn)題的存在，本發(fā)明的目的在于提供一種具有可移動(dòng)性的，能對(duì)醫(yī)療診斷或環(huán)境計(jì)測(cè)中的超微量化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行超高靈敏度分析的、掌上尺寸的新式熱透鏡顯微鏡裝置。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明1的熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有激勵(lì)光源、檢測(cè)光源和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分。
另外，本發(fā)明2的熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)用光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分。
本發(fā)明3的熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于在本發(fā)明2的熱透鏡顯微鏡裝置中，把信號(hào)處理系統(tǒng)和收發(fā)檢測(cè)結(jié)果的電路的一部分或全部呈一體化設(shè)置在裝置主體上。
本發(fā)明4的熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于在本發(fā)明2或本明中3的熱透鏡顯微鏡裝置中，把激勵(lì)光源、檢測(cè)光源和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分呈一體化設(shè)置在裝置主體上。


下面簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖。
圖1是表示本發(fā)明一個(gè)例子的俯視圖、主視圖和仰視圖。
圖2是表示本發(fā)明其他例子的主視圖。
下面簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖符號(hào)。
1-分析部件；2A-上襯底；2B-下襯底；3-激勵(lì)光源；4-檢測(cè)光源；5-透鏡系統(tǒng)；6-分色鏡；7-棱鏡；8-物鏡；9-注入口；10-排出口；11-微細(xì)信道；12-棱鏡；13-濾光器；14-光檢測(cè)器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具有如上所述的特征，下面，對(duì)其實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
如上所述，本發(fā)明的熱透鏡顯微鏡裝置其特征在于在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有以下<A>、<B>兩方或一方<A>激勵(lì)光源、檢測(cè)光源和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分；<B>檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)用光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分；而且，與所述<B>一起，一體配置有<C>信號(hào)處理系統(tǒng)和收發(fā)檢測(cè)結(jié)果的電路的一部分或全部。
須指出的是，雖然理所當(dāng)然，但熱透鏡顯微鏡是入射激勵(lì)光和檢測(cè)光，向通過(guò)向試料中照射激勵(lì)光而形成的熱透鏡入射檢測(cè)光，通過(guò)檢測(cè)基于熱透鏡的檢測(cè)光擴(kuò)散來(lái)對(duì)試料中的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。
在上述那樣的本發(fā)明的熱透鏡顯微鏡裝置中，象以往本發(fā)明人提出的那樣，對(duì)分析部件，使用在玻璃、硅、塑料等透光性的部件襯底上通過(guò)蝕刻形成了微細(xì)、微小的通道(通液路)和存儲(chǔ)部(儲(chǔ)液部)等的部件。而且，也能利用同樣的透光性材料來(lái)形成支撐該分析部件的襯底，既可以用其單側(cè)支撐分析部件，也可以用上下兩側(cè)夾持支撐。關(guān)于該支撐形態(tài)可以有多種。
而且，所述<A>、<B>、<C>可以與分析部件或支撐它的襯底局部或全部一體化。在此，所謂一體化是指的不是在分析部件和襯底的外部騰出空間來(lái)進(jìn)行配置，而是與分析部件、襯底的內(nèi)部或表面接觸或嵌入設(shè)置。
圖1是表示本發(fā)明的熱透鏡顯微鏡裝置一個(gè)例子的俯視圖、主視圖和仰視圖。例如在該圖1中，象勵(lì)磁那樣，裝置主體由上襯底(2A)和下襯底(2B)夾持分析部件(1)而構(gòu)成，在上襯底(2A)上，與激勵(lì)光源(3)和檢測(cè)光源(4)一起，一體化配置有由光束擴(kuò)展器和視準(zhǔn)透鏡等的透鏡系統(tǒng)(5)、分色鏡(6)、棱鏡(7)等構(gòu)成的熱透鏡顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)。在棱鏡(7)的正下方還能進(jìn)一步通過(guò)嵌入設(shè)置而使物鏡8一體化。
另外，在上襯底(2A)上開(kāi)了試料或反應(yīng)物注入口(9)和液體排出口(10)，分別連通著設(shè)置在分析部件(1)上的微細(xì)信道(11)。
而在下襯底(2B)中，一體配置有由棱鏡(12)和反射鏡、以及濾光器(13)等構(gòu)成的檢測(cè)用光學(xué)系統(tǒng)和光檢測(cè)器(14)。
圖2表示了不是如以上的圖1的例子那樣，一體配置在上襯底(2A)和下襯底(2B)的表面上，而是把以激勵(lì)光源(3)為首的所述熱透鏡顯微鏡系統(tǒng)的要素嵌入上襯底(2A)和下襯底(2B)中來(lái)一體化配置的例子。作為這樣的各種結(jié)構(gòu)而構(gòu)成本發(fā)明的熱透鏡顯微鏡裝置。
當(dāng)然，把光源和檢測(cè)器等的要素的一部分配置在上下襯底(2A)、(2B)的外部的情況也包含在本發(fā)明中。可以按照使用條件、使用環(huán)境等來(lái)變更系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
無(wú)論在哪一種情況下，對(duì)激勵(lì)光源(3)，都使用了以小型半導(dǎo)體激光器為首的、如半導(dǎo)體激光激勵(lì)固體激光器那樣的小型激光光源的各種光源。從激勵(lì)光源(3)輸出的激勵(lì)光例如通過(guò)遮光器進(jìn)行調(diào)制，再通過(guò)光束擴(kuò)展器作為平面波而射出。
而與激勵(lì)光源(3)同樣，從小型激光光源即檢測(cè)光源(4)輸出的檢測(cè)光例如通過(guò)視準(zhǔn)透鏡作為平行光束射出，通過(guò)分色鏡(6)，以同軸與激勵(lì)光合成。
由激勵(lì)光和檢測(cè)光構(gòu)成的合成光通過(guò)棱鏡(7)、物鏡(8)照射到分析部件(1)中的液體試料上。在試料內(nèi)部，通過(guò)構(gòu)成合成光的激勵(lì)光的一部分，根據(jù)光熱轉(zhuǎn)換原理，形成熱透鏡，通過(guò)熱透鏡后的檢測(cè)光擴(kuò)散，與和光熱轉(zhuǎn)換無(wú)關(guān)的激勵(lì)光一起透射試料。從原理上講激勵(lì)光也受熱透鏡的影響，但與檢測(cè)光相比影響極小。
在所述的注入日對(duì)試料進(jìn)行試藥，試料與例如配位劑和免疫反應(yīng)試劑等被分別注入，通過(guò)在微細(xì)信道(11)內(nèi)的反應(yīng)，利用所述的熱透鏡顯微鏡就能檢出測(cè)試劑中的微量成分。
例如，關(guān)于氮氧化物的定量分析，在堿性(pH13)的過(guò)氧化氫水溶液中把香煙煙霧中的氮氧化物作為亞硝酸離子來(lái)氧化吸收，使其與發(fā)色試劑即N-1-萘基乙二胺反應(yīng)，呈現(xiàn)紫紅色(峰值吸光率波長(zhǎng)544nm)。通過(guò)向微細(xì)信道(11)的光照射，能用熱透鏡顯微鏡對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)激勵(lì)光能使用波長(zhǎng)532nm、輸出功率100mW的半導(dǎo)體YAG激光(第二諧波)，另外，對(duì)檢測(cè)光能使用波長(zhǎng)680nm、輸出5mW的半導(dǎo)體激光。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性如以上詳細(xì)說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，就能提供小型、具有可移動(dòng)性，并且空間分辨率和定量分析能力優(yōu)異的用于超微量分析的顯微鏡。
權(quán)利要求
1.一種熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有激勵(lì)光源、檢測(cè)光源和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分。
2.一種熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于在包括分析部件和支撐它的襯底的裝置主體中，一體配置有檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)用光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于信號(hào)處理系統(tǒng)和收發(fā)檢測(cè)結(jié)果的電路的一部分或全部呈一體化設(shè)置在裝置主體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱透鏡顯微鏡裝置，其特征在于激勵(lì)光源、檢測(cè)光源和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分呈一體化設(shè)置在裝置主體上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯微鏡，在包括分析部件(1)和支撐它的襯底(2A)、(2B)的裝置主體中，一體配置有激勵(lì)光源(3)、檢測(cè)光源(4)和熱透鏡顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的至少一部分；它小型、具有可移動(dòng)性，并且空間分辨率和定量分析能力優(yōu)異，用于超微量分析。
文檔編號(hào)G01N37/00GK1468372SQ01817053
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月8日
發(fā)明者北森武彥, 火原彰秀, 渡慶次學(xué), 學(xué), 秀 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人神奈川科學(xué)技術(shù)研究院